也许研究混叠现象的最佳方法是在频域中进行观察。采样与模拟混频过程非常相似，本质上是将被采样的波形与采样时钟相乘，后者通常是一个很窄的脉冲。采样时钟具有非常丰富的谐波分量，采样/混频过程产生的频率分量包含被采样的原始基带信号、采样时钟及其所有谐波、以及与每个采样时钟谐波有关的被采样信号上边带和下边带映像，如图2中的上半部分所示。

图2：在频域中观察到的采样过程，同时展示了正确的采样和混叠的采样。

基带信号分量接近典型数字示波器的频率响应。带宽一般规定在响应图形的“膝部”，在带宽极限以上是快速衰减的“滚降”响应。因为有可能存在超过示波器带宽的频谱分量，因此大多数制造商设定的采样率是带宽的2.5倍或以上，以防止从这个区域产生混叠的分量。

降低采样率会将频谱中的采样频率分量及其所有谐波分量移动到频域显示图的左边。当采样频率的较低边带分量与基带信号交叉时将发生混叠现象，如图的下半部分所示。一旦频谱分量发生重叠， 就不再可能通过对结果波形滤波恢复出原始的基带信号。

示波器设计师通常会尝试多种方法来限制混叠。首先，他们会选择一个比要求的最小过采样频率高得多的最大采样频率，一般是奈奎斯特频率的3至20倍。其次他们会增加采集内存的长度，这样即使采集时间很长，采样率也可以很高。在选择一款数字示波器时，你应该知道要进行信号采集的最大时长，然后选择一款具有足够内存的仪器来支持信号的带宽所要求的采样率。

图3显示了采集内存长度如何影响示波器的采样率。这张图表明采样率是示波器的时间/格设置值的函数，采集内存长度是其中一个参数。本例中的示波器具有20Gsamples/s的最大采样率和1GHz的带宽。只要采样率高于2Gsamples/s，采集的数据就是有效的。如果采样率降至2Gsamples/s或以下，数据可能就不正确了。随着时间/格设置值的增加，采样率仍保持在最大20Gsamples/s，直到所有采集内存被占满。过了这个点，采样率就开始下降。因此对于10ksamples的采集内存长度，采样率会在50ns/格时下降到2Gsamples/s。当内存长度为100ksamples时，采样率在下降到2Gsamples/s之前可以达到5μs/格。随着采集内存的增加，采样率可以在更高的时间/格设置值保持在关键的2Gsamples/s之上。因此采集内存越大，混叠现象就越不容易发生。

图3：1GHz带宽、最大采样率为20Gsamples/s的示波器的采样率与时间/格设置值关系图。注意，一旦采样率降到2Gsamples/s或以下，示波器将产生1GHz的混叠信号。